基于HS-SPME-GC-MS的4種不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵揮發(fā)性成分比較分析

肖文芳 李 佐 陳和明 呂復(fù)兵

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境園藝研究所/廣東省園林花卉種質(zhì)創(chuàng)新綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640)

花香是觀賞作物最重要的品質(zhì)之一。迄今為止，已從1 000余種花卉中鑒定出1 700多種揮發(fā)性物質(zhì)，主要分為萜類化合物、苯丙酸類化合物/苯環(huán)型化合物和脂肪酸衍生物三大類，其中萜類化合物是最主要也是最多元化的組分[1]。研究發(fā)現(xiàn)，蘭科植物花香揮發(fā)性成分主要為萜類化合物，但不同種屬之間種類和含量均存在較大差異，甚至同一個(gè)種的不同品種之間差異也較大。鼓槌石斛的主要香氣成分為乙酸辛酯、β-羅勒烯、α-蒎烯和苯乙醛[2]，而流蘇石斛的主要香氣成分則為α-蒎烯(45.06%)和β-蒎烯(23.22%)[3]；國(guó)蘭中，蕙蘭鮮花的主要香氣成分為桉油精(14.49%)和(E)-4-己基葵烯-6-炔(8.97%)，墨蘭鮮花的主要香氣成分為甲基-異丁子香酚(17.70%)和6-氧代庚酸甲酯(14.16%)，春蘭鮮花的主要香氣成分則為α-芹子烯(30.05%)和十二烷(14.75%)[4]；具巧克力香味的文心蘭‘Sharry Baby’的主要香氣成分為3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯(61.58%)[5]，而具芳香味的‘Rosy Sunset’這一品種的主要香氣成分為沉香醇(52.80%)和苯甲醛(9.25%)[6]；雜種卡特蘭‘3G’的主要香氣成分為3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(30.15%)、3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯(16.63%)和壬烷(12.77%)[7]。

蝴蝶蘭(Phalaenopsis)，原產(chǎn)于亞洲熱帶地區(qū)至澳大利亞，分4個(gè)亞屬共70多個(gè)原生種，其中接近一半具花香[8]。蝴蝶蘭商品品種為優(yōu)選的原生種雜交后代，長(zhǎng)達(dá)200年的雜交育種過程中育種家一直過于追求花朵數(shù)和花朵大小等性狀，導(dǎo)致目前市場(chǎng)流行品種基本不具備花香這一優(yōu)良觀賞性狀。隨著市場(chǎng)需求的變化和發(fā)展，香花品種的選育已成為急需突破的瓶頸之一。目前對(duì)蝴蝶蘭花朵揮發(fā)性成分的研究極少且只集中在原生種上，Hsiao等[9]發(fā)現(xiàn)濃香型的熒光蝴蝶蘭(Phal.bellina)和大葉蝴蝶蘭(Phal.violacea)中花朵揮發(fā)性成分主要為芳樟醇、香葉醇及其衍生物，Awano等[10]發(fā)現(xiàn)淡香型的西蕾麗蝴蝶蘭(Phal.schilleriana)中主要揮發(fā)性成分為乙酸橙花酯、橙花醇、香茅醇及乙酸香茅酯，而嗅感無香的小蘭嶼蝴蝶蘭(Phal.equestris)的揮發(fā)物主要為2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-methyl-phenol、2-乙基己醇和2-己醇[11]。但針對(duì)個(gè)別種質(zhì)資源的分散研究不足以說明蝴蝶蘭花朵揮發(fā)性成分的一般規(guī)律和主要特征，特別是在缺乏對(duì)商品品種的研究和分析的情況下，目前急需對(duì)不同種質(zhì)資源，包括原生種和商品品種進(jìn)行交叉比較，分析嗅感具花香與不具花香種質(zhì)資源花朵揮發(fā)性成分的差異，篩選蝴蝶蘭花朵主要致香成分，為香花品種的選育提供理論支撐。

HS-SPME-GC-MS技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用的蘭花花朵揮發(fā)性成分鑒定方法[3-11]。本研究以4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源為試驗(yàn)材料，包括1個(gè)原生種、1個(gè)原生種間的雜交種和2個(gè)商品品種，其中2個(gè)種質(zhì)資源具花香，2個(gè)不具花香，采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)檢測(cè)其花朵揮發(fā)性成分并進(jìn)行定性及定量分析，通過香氣強(qiáng)度值和香氣品質(zhì)分類對(duì)不同種質(zhì)資源進(jìn)行香氣特征分析，構(gòu)建具花香與不具花香蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵揮發(fā)性成分對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)，尋找影響嗅感的主要致香成分，以期為蝴蝶蘭香花品種的選育提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

嗅感不具花香的蝴蝶蘭種質(zhì)資源2個(gè)：N1(Phal. Frigdaas Yellow Koer，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所自主選育新品種)和N2(Phal. Sogo Vivien，市場(chǎng)流行商品品種)，嗅感具濃郁花香的種質(zhì)資源2個(gè)：F1 [(Phal.javanica×Phal.hieroglyphica)×Phal.violacea，原生種雜交后代]和F2(Phal.bellinah.f. coerulea，原生種)(圖1)。4個(gè)蝴蝶蘭種質(zhì)資源均栽培保存于廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境園藝研究所白云基地蘭花資源圃中。2018年12月花期時(shí)，在晴朗的上午10:00采集盛開第5天的花朵[11]，液氮速凍15 min后放入超低溫冰箱備用。

(a)嗅感不具花香蝴蝶蘭種質(zhì)資源N1；(b)嗅感不具花香蝴蝶蘭種質(zhì)資源N2；(c)嗅感具花香蝴蝶蘭種質(zhì)資源F1；(d)嗅感具花香蝴蝶蘭種質(zhì)資源F2

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1頂空固相微萃取

取處理好的冷凍樣品，研磨均勻后取0.5 g放入連接萃取頭(Sigma-Aldrich, 50/30 μm DVB/CAR/PDMS Stable Flex/SS, 2 cm)的20 mL頂空瓶中，再加入10 μL 2-辛醇(10 mg/L，溶于水中)為內(nèi)標(biāo)，60 ℃預(yù)熱15 min，萃取30 min后，上GC-MS測(cè)定。

1.2.2GC-MS分析條件

儀器為Agilent 7890B GC-5977B MS，色譜柱為Agilent的DB-Wax(30 m×250 μm×0.25 μm)。不分流模式進(jìn)樣，以氦氣為載氣，隔墊吹掃流速為3 mL/min，柱流速為1 mL/min。初始溫度40 ℃保持1 min，然后以5 ℃/min的速率升至240 ℃，保持5 min。前進(jìn)樣口溫度、傳輸線溫度、離子源溫度和四級(jí)桿溫度分別為250、250、230和150 ℃，電離電壓設(shè)定為-70 eV。以掃描方式獲得質(zhì)譜數(shù)據(jù)，質(zhì)譜檢測(cè)范圍為20～500 m/z，溶劑延遲時(shí)間為0 min。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用ChromaTOF軟件(V 4.3x，LECO)和NIST庫(kù)對(duì)質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行峰提取、基線矯正、解卷積、峰積分、峰對(duì)齊和質(zhì)譜匹配等分析[12]。

通過峰面積進(jìn)行歸一化定量[13]，其中相對(duì)含量為組分峰面積與總峰面積之比。

組分揮發(fā)物含量按內(nèi)標(biāo)法計(jì)算如下[14]：

(1)

式中：Wx為某組分含量，mg/kg；Ax為某組分揮發(fā)物的峰面積；nis為內(nèi)標(biāo)物物質(zhì)的量，mol；Mx為某組分摩爾質(zhì)量，g/mol；Ais為內(nèi)標(biāo)物的峰面積，m0為樣品取樣量，kg。

香氣強(qiáng)度值(Odor-activity values, OAVs)的計(jì)算公式如下[14]：

(2)

式中：Tx為某組分揮發(fā)物根據(jù)文獻(xiàn)查詢得到的香氣閾值，mg/kg。

2 結(jié)果與分析

2.1 4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵揮發(fā)性成分類型及含量

采用HS-SPME-GC-MS測(cè)定4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵的揮發(fā)性成分，根據(jù)總離子流色譜圖、ChromaTOF軟件和NIST庫(kù)質(zhì)譜匹配結(jié)果對(duì)檢出峰進(jìn)行鑒定。通過峰面積進(jìn)行歸一化對(duì)揮發(fā)物含量進(jìn)行相對(duì)定量，通過內(nèi)標(biāo)法計(jì)算揮發(fā)物含量。

4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源累計(jì)共檢出365個(gè)物質(zhì)，其中F1中鑒定出279個(gè)物質(zhì)，F(xiàn)2中277個(gè)物質(zhì)，N1中224個(gè)物質(zhì)，N2中285個(gè)物質(zhì)。4個(gè)不同種質(zhì)資源中共同檢出的物質(zhì)120個(gè)，只在3個(gè)中檢出的物質(zhì)98個(gè)，只在2個(gè)中檢出的物質(zhì)147個(gè)，沒有僅在1個(gè)中檢出的物質(zhì)。根據(jù)相對(duì)峰面積含量逆序排列，取每個(gè)種質(zhì)資源累計(jì)含量超過90%且相似度高于700的物質(zhì)，共46個(gè)(表1)進(jìn)行揮發(fā)性成分特征分析，其中2-正戊基呋喃在兩個(gè)不同的保留時(shí)間中均鑒定出，可能為同分異構(gòu)體。46個(gè)揮發(fā)性成分分為單萜類、醛類、醇類、酮類、呋喃、酯類和肟7大類，其中醛類化合物種類最多，為16種，其次為單萜類化合物11種，醇類化合物10種，酮類3種，呋喃3種，酯類2種，肟1種(圖2)。

表1 4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源的花朵主要揮發(fā)性物質(zhì)比較Table 1 Comparison of main volatile compounds in flowers of four different Phalaenopsis germplasms

表1(續(xù))

表1(續(xù))

圖2 4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源的花朵揮發(fā)物類型

4個(gè)不同種質(zhì)資源中共同檢出且相對(duì)含量占比最高的揮發(fā)物為青葉醛、黃瓜醛和己醛，在F1、N1和N2中的累加相對(duì)含量均超過了35.000 0%，在F2中的累加相對(duì)含量也達(dá)到了15.053 1%。由此可見，青葉醛、黃瓜醛和己醛可能是蝴蝶蘭花朵的基礎(chǔ)性揮發(fā)物，雖然不同種質(zhì)資源中的揮發(fā)含量可能不同，但在總揮發(fā)物中的占比一般都較高。

2.2 4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵揮發(fā)性成分差異比較

4個(gè)種質(zhì)資源根據(jù)嗅感分為香花組和無香組，其中香花組的特有檢出物51個(gè)，含量最高的為芳樟醇單氧化合物(F1: 0.120 7 mg/kg，F(xiàn)2: 0.036 8 mg/kg)，無香組的特有檢出物32個(gè)，含量最高的為反-2-己烯-4-氧代-醛(N1: 0.012 8 mg/kg，N2: 0.009 4 mg/kg)。

香花組樣品F1的花朵揮發(fā)物主要為單萜類化合物芳樟醇(1.204 9 mg/kg)、醛類化合物黃瓜醛(0.654 5 mg/kg)和青葉醛(0.318 8 mg/kg)；F2的花朵揮發(fā)物主要為單萜類化合物香葉醇(0.518 0 mg/kg)、醛類化合物黃瓜醛(0.188 4 mg/kg)和醇類化合物乙酸二萘酯(0.138 5 mg/kg)。可見，香花組蝴蝶蘭的花朵揮發(fā)性成分主要為單萜類、醛類和醇類化合物，但不同種質(zhì)資源的揮發(fā)性成分種類及含量并不相同，具有特異性。

無香組樣品N1的花朵揮發(fā)物主要為醛類化合物青葉醛(0.219 0 mg/kg)、己醛(0.159 4 mg/kg)、黃瓜醛(0.078 1 mg/kg)和酮類化合物乙烯基乙基酮(0.076 1 mg/kg)；N2的花朵揮發(fā)物主要為醛類化合物青葉醛(0.365 5 mg/kg)、己醛(0.250 0 mg/kg)、黃瓜醛(0.232 3 mg/kg)和酮類化合物乙烯基乙基酮(0.180 2 mg/kg)。雖然含量排名前4的揮發(fā)物在2個(gè)不同樣品中種類相同而含量不同，但是后續(xù)排名相同的揮發(fā)物種類和含量則均不同，如樣品N1花朵揮發(fā)物含量排名第5高的物質(zhì)為單萜類化合物(E)-β-羅勒烯(0.033 6 mg/kg)，而樣品N2花朵揮發(fā)物含量排名第5高的物質(zhì)為醇類化合物己醇(0.159 9 mg/kg)?？梢?，無香組蝴蝶蘭的花朵揮發(fā)性成分主要為醛類化合物和酮類化合物，但不同種質(zhì)資源的揮發(fā)性成分種類及含量并不完全相同，具有特異性。

2.3 4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵主要揮發(fā)性成分香氣強(qiáng)度與品質(zhì)

OAVs為某一組分揮發(fā)物的含量與其香氣閾值的比值，是衡量揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)香氣貢獻(xiàn)度的一個(gè)重要指標(biāo)，揮發(fā)物的OAVs越大，對(duì)香氣的貢獻(xiàn)也就越大[14]。本實(shí)驗(yàn)對(duì)4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源定性和定量分析了其花朵的45種主要揮發(fā)性物質(zhì)(表1)，由于反-2-己烯-4-氧代-醛、2,2-二甲基-3-庚酮、4-氧-2-己烯醛、5-乙基環(huán)戊烯-1-乙醛和甲氧基苯肟未見香氣閾值和香氣特征報(bào)道，不能進(jìn)行香氣強(qiáng)度值計(jì)算和香氣特征分析，試驗(yàn)對(duì)其余40種主要揮發(fā)物的香氣強(qiáng)度值進(jìn)行計(jì)算，其中2-正戊基呋喃的香氣強(qiáng)度值計(jì)算中組分含量采用2個(gè)不同保留時(shí)間的含量相加。40種主要揮發(fā)物中甲醇為酒精味沒有香氣類型，順-2-庚醛未見香氣特征報(bào)道，對(duì)38種主要揮發(fā)物的香氣特征進(jìn)行分析[15]，發(fā)現(xiàn)蝴蝶蘭花朵揮發(fā)性成分的香氣類型主要為花香、青香、脂香、果香、辛香、蠟香、草藥香、柑橘香和其他少數(shù)香型(木香、化學(xué)香、發(fā)酵香、土石型、醚香型和薄荷香型等)(表2和圖3)。

表2 4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵主要揮發(fā)性成分香氣強(qiáng)度與品質(zhì)

表2(續(xù))

表2(續(xù))

圖3 4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源香氣類型分布

在香花組的2個(gè)樣品中，F(xiàn)1中OAVs大于1的物質(zhì)有15個(gè)，F(xiàn)2中有12個(gè)，2個(gè)樣品中OAVs最高的揮發(fā)物均為花香型的芳樟醇(F1: 5 476.997 6，F(xiàn)2: 470.599 7)，其次為青香型的黃瓜醛(F1: 818.175 8，F(xiàn)2: 235.555 9)和脂香型的反式-2-壬烯醛(F1: 328.791 2，F(xiàn)2: 398.975 4)，芳樟醇、香葉醇、黃瓜醛、反式-2-壬烯醛、乙酸二萘酯、2-正戊基呋喃和順式-3-壬醇這7種成分對(duì)嗅感具花香蝴蝶蘭花朵的氣味構(gòu)成具有主要作用。實(shí)際嗅感上，芳樟醇為濃青帶甜的木青氣息，既有紫丁香、鈴蘭香與玫瑰的花香，又有木香和果香氣息，香葉醇的嗅感與芳樟醇類似，黃瓜醛、反式-2-壬烯醛和乙酸二萘酯為青香，2-正戊基呋喃具果香，順式-3-壬醇具蠟香。F1與F2實(shí)際嗅感均為花香摻雜青香，且F1花香較F2濃烈，與測(cè)量分析結(jié)果顯示的嗅感一致。在無香組的2個(gè)樣品中，N1中OAVs大于1的物質(zhì)有11個(gè)，N2中有14個(gè)，2個(gè)樣本中OAVs最高的均為脂香型的反式-2-壬烯醛(N1: 131.422 6，N2: 376.477 6)，其次為青香型的黃瓜醛(N1: 97.633 8，N2: 290.383 5)和柑橘香型的環(huán)氧-2-癸醛(N1: 20.014 7，N2: 174.609 4)，反式-2-壬烯醛、黃瓜醛、環(huán)氧-2-癸醛和順式-4-庚醛這4種成分對(duì)嗅感不具花香蝴蝶蘭花朵的氣味構(gòu)成具有主要作用。實(shí)際嗅感上，反式-2-壬烯醛、黃瓜醛和順式-4-庚醛均為青香，環(huán)氧-2-癸醛為柑橘香，N1與N2實(shí)際嗅感均為青香，與測(cè)量分析結(jié)果顯示的嗅感基本一致。通過OAVs加和值進(jìn)行香氣系列分布分析發(fā)現(xiàn)，嗅感具花香蝴蝶蘭中花香型揮發(fā)物占比最重，青香型和脂香型所占比重接近，不同種質(zhì)資源具特異性，是嗅感具花香蝴蝶蘭的主要香氣特征；嗅感不具花香蝴蝶蘭中青香型物質(zhì)和脂香型物質(zhì)占比最重，不同種質(zhì)資源具特異性，是嗅感不具花香蝴蝶蘭的主要香氣特征。測(cè)量分析結(jié)果與實(shí)際嗅感基本一致，說明測(cè)量分析結(jié)果準(zhǔn)確可信，部分物質(zhì)的香氣未能被嗅覺感知，如N1和N2中具柑橘香氣的環(huán)氧-2-癸醛，可能源于人的嗅感較弱。

綜合比較發(fā)現(xiàn)，嗅感具花香的蝴蝶蘭種質(zhì)資源與嗅感不具花香的蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵的香氣特征區(qū)別主要來自于花香型揮發(fā)物芳樟醇和香葉醇含量的差異。嗅感具花香的蝴蝶蘭花朵揮發(fā)物主要為花香型的芳樟醇和香葉醇，導(dǎo)致花朵嗅感為花香；嗅感不具花香的蝴蝶蘭花朵揮發(fā)物主要為脂香型的反式-2-壬烯醛和青香型的黃瓜醛(嗅感均為黃瓜香氣)，導(dǎo)致花朵嗅感為類似黃瓜的青香。芳樟醇和香葉醇是蝴蝶蘭花朵的主要致香成分，其含量的多少?zèng)Q定蝴蝶蘭花朵的嗅感是否具花香。

3 討 論

蝴蝶蘭是商品化程度最高的蘭科植物，種質(zhì)資源豐富，原生種中既有具濃郁花香的種，也有不具花香的種，而商品品種則基本不具花香[8]。前人對(duì)蝴蝶蘭花朵揮發(fā)性成分的研究較少，只針對(duì)2個(gè)濃香型蝴蝶蘭原生種、1個(gè)淡香型原生種和1個(gè)無香型原生種資源進(jìn)行過花朵揮發(fā)性物質(zhì)的分析[8-11]。本研究針對(duì)蝴蝶蘭具花香種質(zhì)資源和不具花香種質(zhì)資源，包括了原生種及商品品種，進(jìn)行交叉對(duì)比，在4個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源中共檢測(cè)到365個(gè)揮發(fā)性物質(zhì)，每個(gè)樣本中檢測(cè)到的揮發(fā)性物質(zhì)都超過220種，數(shù)量明顯高于前人研究中的10～50種[8-11]。對(duì)比相同樣品熒光蝴蝶蘭已有研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)[10]，在相同取樣時(shí)間取樣測(cè)定(開花后第5天的晴朗早上)，花朵揮發(fā)性成分整體特征較為一致，但總揮發(fā)物含量、揮發(fā)物種類及含量上存在一定的差異；對(duì)比不同樣品但同樣表現(xiàn)為嗅感不具花香的種質(zhì)資源的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在相同取樣時(shí)間取樣測(cè)定，原生種小蘭嶼蝴蝶蘭的花朵揮發(fā)物主要為2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-methyl-phenol、2-乙基己醇和2-己醇[11]，本研究中的2個(gè)不同蝴蝶蘭種質(zhì)資源的花朵揮發(fā)物均主要為青葉醛、己醛、黃瓜醛和乙烯基乙基酮。本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果出現(xiàn)差異的可能原因有3方面：一是前人研究所采取的萃取條件不夠優(yōu)化和精度較低，只能檢測(cè)到部分含量高或所用萃取柱吸附性好的化合物，而本研究采用更先進(jìn)的檢測(cè)儀器、吸附能力更強(qiáng)吸附范圍更廣的色譜柱和更優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)分析軟件，能夠更全面地反應(yīng)出檢測(cè)樣品的揮發(fā)性成分特征；二是種質(zhì)資源的差異，本研究發(fā)現(xiàn)蝴蝶蘭不同種質(zhì)資源花朵揮發(fā)性成分具特異性，與前人研究結(jié)果一致[8-11]；三是栽培環(huán)境的變化，Chuang等[39]發(fā)現(xiàn)蝴蝶蘭花朵揮發(fā)性物質(zhì)的釋放受晝夜節(jié)律和光照的影響。

本研究通過蝴蝶蘭具花香種質(zhì)資源與不具花香種質(zhì)資源的對(duì)比，確定了蝴蝶蘭花朵主要致香成分為芳樟醇與香葉醇，與前人研究發(fā)現(xiàn)濃香型蝴蝶蘭花朵揮發(fā)性成分主要為芳樟醇、香葉醇及其衍生物[9,11]基本一致。但本研究在嗅感不具花香的2個(gè)蝴蝶蘭種質(zhì)資源中均檢測(cè)到微量的芳樟醇和香葉醇，說明嗅感不具花香的蝴蝶蘭中也存在致香成分的合成及揮發(fā)，只是含量極低不能被人的嗅覺感知。前人只對(duì)1個(gè)嗅感不具花香的蝴蝶蘭種質(zhì)資源進(jìn)行過花朵揮發(fā)性成分的研究，且檢測(cè)精度較低，未檢測(cè)到致香成分芳樟醇和香葉醇。本研究檢測(cè)精度較高，且同時(shí)在2個(gè)不同的無香種質(zhì)資源中均得出相同的檢測(cè)結(jié)果，可信度更高。后續(xù)將對(duì)更多不同的蝴蝶蘭種質(zhì)資源進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步驗(yàn)證本研究結(jié)果。

香花優(yōu)良品種選育是目前蝴蝶蘭育種工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。前人研究未在無香蝴蝶蘭種質(zhì)資源中發(fā)現(xiàn)芳樟醇和香葉醇等致香成分的揮發(fā)，認(rèn)為無香蝴蝶蘭種質(zhì)資源中不存在致香成分的合成路徑，導(dǎo)致針對(duì)無香種質(zhì)資源的遺傳改良一直停留在傳統(tǒng)雜交育種上。但傳統(tǒng)育種手段選育香花新品種存在極大的阻礙[40]：一是蝴蝶蘭雜交育種周期較長(zhǎng)，從親本雜交到子代開花需3～4年，優(yōu)良單株選擇和克隆又需3年左右；二是具濃郁花香的種質(zhì)資源熒光蝴蝶蘭(Phal.bellina)、紅脈蝴蝶蘭(Phal.venosa)和虎紋蝴蝶蘭(Phal.amboinensis)等的染色體為大型染色體，而作為市場(chǎng)主流商品品種常用育種親本的臺(tái)灣白花蝴蝶蘭(Phal.aphrodite)、小蘭嶼蝴蝶蘭(Phal.equestris)和淡香型的西蕾麗蝴蝶蘭(Phal.schilleriana)等的染色體則為小型染色體，兩者之間雜交親和性極低；三是花香性狀與其他市場(chǎng)追求的觀賞性狀之間負(fù)相關(guān)。目前，基因工程被認(rèn)為是突破傳統(tǒng)育種桎梏的最重要手段之一。前人研究發(fā)現(xiàn)，蝴蝶蘭花香的釋放受到晝夜節(jié)律和光照的影響，而這一調(diào)節(jié)作用依賴于單萜類化合物合成途徑中結(jié)構(gòu)基因和轉(zhuǎn)錄因子的共同作用[39]，其中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因?yàn)榛ú刻禺惐磉_(dá)的PbGDPS，其表達(dá)量與熒光蝴蝶蘭中單萜類物質(zhì)的釋放曲線一致[41]，主要受到轉(zhuǎn)錄因子PbbHLH4[42]和啟動(dòng)子區(qū)的順勢(shì)作用元件[40]等的調(diào)控。本研究發(fā)現(xiàn)無香種質(zhì)資源中也存在致香成分的微量揮發(fā)，即致香成分的合成和運(yùn)輸途徑是完整的，通過基因工程改造現(xiàn)有無香優(yōu)良種質(zhì)資源，既通過轉(zhuǎn)基因或基因編輯等手段提高無香種質(zhì)資源自身內(nèi)源單萜類物質(zhì)合成途徑中關(guān)鍵酶基因(GDPS等)的表達(dá)量，打通下游致香成分的穩(wěn)定合成與釋放，更易實(shí)現(xiàn)不具花香種質(zhì)資源的定向遺傳改良，為選育符合市場(chǎng)需求的蝴蝶蘭香花新品種提供了新的思路。

4 結(jié) 論

采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)具花香的蝴蝶蘭種質(zhì)資源和不具花香的蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵揮發(fā)性成分進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)不同種質(zhì)資源花朵揮發(fā)性成分存在特異性，單萜類化合物芳樟醇和香葉醇是蝴蝶蘭花朵的主要致香成分，具花香蝴蝶蘭種質(zhì)資源中的釋放量最高，不具花香種質(zhì)資源的花朵也存在未達(dá)嗅覺閾值的微量揮發(fā)。具花香蝴蝶蘭種質(zhì)資源花朵的主要香氣類型為花香型、青香型和脂香型，不具花香蝴蝶蘭種質(zhì)資源中醛類化合物的釋放量最高，主要成分為青葉醛、黃瓜醛和己醛，主要香氣類型為青香型、脂香型和柑橘香型。